长期被忽视的元素碳
农业类网站和博客上流行过一篇文章，标题是“农作物的头号病是缺碳病”，被网友纷纷转载，这篇文章的大体意思如下：
（一）缺碳素直接造成的农作物病害（根系衰弱、早衰、黄叶病、作物“亚健康”、抗逆性差、品质下降和品种退化等等）；
（二）缺碳素间接造成农作物的病害（土壤板结和药害、化肥效能降低、重茬病）；
（三）缺碳素病造成的巨额损失和严重后果（产量和品质下降、食品质量问题）。
该文章内容虽说存在夸大和不专业部分，但也基本上说出了近几十年来农作物营养管理所遭受的“困境”，也就是说植物营养中碳素的认识缺位，特别要引起土壤和植物营养界专家学者的思考和重视。众所周知，上世纪10-20年代开展了氮肥（硝石和硫铵）应用、30年代开展了磷肥试验及应用、40-60年代开展了微量元素和国际钾肥合作研究、70年代进行了硫肥与硫素营养研究等。统计数据显示，目前全国每年化肥使用量在万吨左右。然而根据农业部农技推广中心的数据，中国有机肥施用量占肥料总投入量的比例，从年的99.9%到年的37.4%，年降至30.6%，年降至25%，而现在仅为10%。
国际国内公认的高等植物生长发育所需的必需营养元素仅有17种，目前仅有二氧化碳肥于大棚，大田肥料C长期缺位。可以说碳短板严重制约作物养分平衡，陆生植物光合作用所需的CO2主要来自空气，空气中的CO2含量约为0.03%（ppm），从植物光合作用的需要量来看，这一数值是比较低的。有资料报道，若使CO2浓度提高到0.1%（ppm）能明显提高光合强度并增加作物产量。
碳素的营养功能
陆景陵主编的《植物营养学》2版，提到C参与植物体内的代谢活动，参与有机物的合成，并使太阳能转变为化学能，是作物光合作用必不可少的原料。组成细胞的最基本元素是C元素。
（1）碳元素是组成生物体的主要成分之一：主要是与氢、氧、氮及硫结合，也可与其他碳原子结合。
（2）有机物的碳骨架：碳原子之间可以单键相结合，也可以双键或三键相结合，形成不同长度的链状、分支链状或环状结构，这些结构称为有机物的碳骨架。例如，蛋白质分子的肽链是以氨基酸为基本单元的碳骨架构成的。
（3）碳骨架的结构排列和长短以及与碳骨架相连接的某些含氧、氢、硫、磷等的原子团决定了有机化合物的基本性质。糖类、脂质、蛋白质、核酸是组成生物体最重要的有机化合物。
碳素的重要性
早在年阿隆（Arnon）和斯托德（Stout）提出了确定营养元素的3个标准：（1）这种元素对所有作物的生长发育是必不可少的，缺乏时作物就不能完成从种子萌发到开花结果的生命全过程；（2）缺乏这种元素时,作物表现出特有的症状，而且只有补充这种元素,症状才能减轻或消失,其它任何元素都不能起此作用；（3）这种元素起直接的营养作用,而不是通过改善环境起间接的作用。首先，C是作物必需元素，必须具备以上3个标准。
缺碳对农作物直接造成危害
作物减产
碳素缺乏会影响光合作用，进而影响太阳能转变为化学能。因为根部吸收矿物质时也需要能量。有实验研究表明，在人造光照射下，结合补充碳肥，辣椒和西红柿种子通常需20天成长为发育完全的幼苗，但在雾霾天气下的温室大棚中却花了2个多月。大棚中的多数幼苗都柔弱不堪或病恹恹的。
雾霾=缺乏阳光＋缺少碳源=光合作用缓慢=有机物积累量不足=干物质净消耗量增加=产量降低。
黄叶病和失绿症
阴雨天光合作用接近停止，空气中CO2不能正常被吸收转化，农作物的碳营养和碳能源双双下降。阴雨持续，就产生黄叶落叶，有些作物的新叶表现为失绿。例如，韭黄和蒜黄就是作物在不进行光合作用情况下的“病态”美。但作为大众蔬菜，叶色翠绿，可以提高其商品价格的。
病怏怏／亚健康
农作物的“亚健康”，就是植株没有明显的病症，生长缓慢，缺少勃勃生机，《植物营养学》中提到，碳素参与有机物的合成，并使太阳能转变为化学能。光合作用是给植物提供能力的关键因素。如果一个植物没有了能量源泉，怎么可能健康生长呢？
农作物品质下降
大家感觉现在的瓜果没有过去甜了，稻米没有以前香了？有产量，没有品质了。植物光合作用强,能够制造相当多的有机物（比如甜甜的糖），光合作用中要素难道除了光，没有其他了吗？月亮还是那个月亮，太阳还是那个太阳，瓜果为啥不甜了？如光合作用示意图所示，因为光合作用的一个关键物质C素是不能忽视，别以为二氧化碳不是营养，她可是作物的主要粮食。
缺碳对农作物造成间接影响
土壤板结
土壤板结是指土壤表层因缺乏有机质，结构不良，在灌水或降雨等外因作用下结构破坏、土料分散,而干燥后受内聚力作用使土面变硬。
使土壤中有机物质补充不足，土壤有机质含量偏低、结构变差，影响微生物的活性，从而影响土壤团粒结构的形成，造成土壤的酸碱性过大或过小，导致土壤板结。土壤板结的情况下，缺氧而导致根系活力下降，不能正常发育，植物根部细胞呼吸减弱，吸收以离子态养分时要耗细胞代谢产生的能量，呼吸减弱，故能量供应不足，影响养分的吸收。因土壤板结等一系列问题引起的根部吸收能力下降导致的。
微生物多样性
土壤有益微生物种群变化，细菌个体生长变小，生长繁殖速度降低，如分解有机质及其蛋白质的主要微生物类群芽孢杆菌，放线菌、甲烷极毛杆菌和有关真菌数量降低，影响营养元素的良性循环，造成农业减产。特别是酸雨可降低土壤中氨化细菌和固氮细菌的数量，使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降，对农作物大为不利。丰富的有机质下，土壤中自然形成庞大的食物网，构建健康的生态系统，这个庞大的生态系统是土壤活力的来源，从养分转化直到病虫害控制，都起着极为重要的作用。有研究认为，一个理想的土壤生态系统中，每平方米的土壤含脊椎动物1只、蜗牛和蛞蝓只、锅虫和蚯蚓0只、线虫万只、原生动物亿只、细菌和放线菌10万亿个。这些动物组成一个食物网金字塔，这些生物一年中生物量总和达~公斤/亩（陈能场）。
综上所述，碳元素是作物的必需元素，是生命元素，在长达几十年的时间，人民似乎忘记了她的默默付出，本文仅列出部分缺碳素会出现的问题，抛砖引玉，还需同仁继续补充，不管怎么说，我们还是要反思碳素认识缺位。值得庆幸的是，中央一号文件连续14次提到提升土壤有机质，东北“黑土地”也在立法保护了，国家也在积极倡导“金山银山，不如绿水青山”的可持续发展理念，作物必须的17个营养元素，一个都不能少，一个板都不能短，应该开始积极补齐碳这个短板。更值得欣慰的是我国科研院校和优秀的企业也在积极研发含碳肥料，例如年年春?碳基含腐殖酸水溶肥料、益威?碳基微生物菌剂等。
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